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2011 Fiscal Year Research-status Report

非コード型エクソンの生成・縮退から脊索動物の形態形成システム進化を捉える

Research Project

Project/Area Number 23657159
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

伊藤 道彦  北里大学, 理学部, 准教授 (90240994)

Project Period (FY) 2011-04-28 – 2013-03-31
Keywords非コードエクソン / プロモーター / DMRT1 / イントロン / 分子進化 / 遺伝子進化 / 脊椎動物 / オルソログ
Research Abstract

初年度である本年度は、非コードエクソン1の分子進化において、アフリカツメガエルおよびメダカの性決定遺伝子Dm-WおよびDmyのプロトタイプ遺伝子Dmrt1に注目し、解析を行った。4種の脊椎動物種(魚類メダカ、両生類アフリカツメガエル、鳥類ニワトリ、哺乳類マウス)の成体あるいは未成熟の精巣のRNAを用いて、各Dmrt1オルソルグの転写開始点の決定を行ったところ、メダカ、アフリカツメガエル(この種は異質4倍体で、2種のDmrt1 遺伝子が存在するが、Dmrt1 alphaの遺伝子での解析)共に、非コードエクソン1を保持する事がわかった(Chromosome Res 2012)。非コードエクソン1の存在は、Dmrt1遺伝子の重複によって誕生したDm-W、Dmyも同様であった。興味深い事に、ニワトリ、マウスDmrt1遺伝子は、コードエクソン内に転写開始点があると解釈することができた。すなわち、非コードエクソン1が無いと考えられた。これを傍証するために、マウス、ニワトリに加え、データ量の多いヒトに関して、ESTデータベースで検索を行ったところ、非コードエクソン1を保持するDmrt1 cDNAは存在しなかった。これらの結果から、Dmrt1オルソログは、両生類以降の脊椎動物の進化過程で、非コードエクソン1を失ったと考えられる。一般的に、非コードエクソン1の創出はプロモーターの多様化を意味するので、一端多様化に向かったDmrt1 遺伝子のプロモーターは、脊椎動物の進化過程で退化的分子進化した可能性が考えられた。性決定システムが環境によって左右されない恒温動物では、先祖型のプロモーターのみを選択したという進化仮説を考える事ができる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

初年度である本年度は、生殖巣の性差構築システムに関わるDmrt1遺伝子の分子進化の解析を行い、非コードエクソン1の退化と生殖巣形成システムとの連関を考察することができた(Chromosome Res 2012)。順調に進展してきていると思われる。

Strategy for Future Research Activity

主な今後の推進方策を以下に記す。(1)Dmrt1遺伝子における非コードエクソン1の分子進化の解析を、爬虫類種で試みる。(2)脊椎動物進化過程でDmrt1と同様な分子進化を行ったと考えられる遺伝子を、探索する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

次年度は最終年度である。本年度3月に研究補助に対する謝金を次年度4月に支払う予定である。残額は、次年度に、試薬、キット、動物購入・飼育に使用予定である。

  • Research Products

    (4 results)

All 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Molecular evolution of vertebrate sex-determining genes2012

    • Author(s)
      Shuuji Mawaribuchi
    • Journal Title

      Chromosome Research

      Volume: 20 Pages: 139-152

    • DOI

      10.1007/s10577-011-9265-9

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Apoptotic and survival signaling mediated through dearth receptor members during metamorphosis in the African clawed frog Xenopus laevis2012

    • Author(s)
      Michihiko Ito
    • Journal Title

      General Comparative Endocrinology

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1016/j.ygcen.2011.12.037

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Serine-threonine kinase 38 is regulated by glycogen synthase kinase-3 and modulates oxidative stress-induced cell death2012

    • Author(s)
      Atsushi Enomoto
    • Journal Title

      Free Radical Biology and Medicine

      Volume: 52 Pages: 507-515

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Opposite roles of DMRT1 and its W-linked paralogue, DM-W, in the ZZ/ZW-type sex-determination in Xenopus leavis2011

    • Author(s)
      Michihiko Ito
    • Organizer
      North American Society for Comparative Endocrinology(招待講演)
    • Place of Presentation
      Ann Arbor (USA)
    • Year and Date
      2011. 7. 14

URL: 

Published: 2013-07-10  

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